吳永真Angew: 無(wú)摻雜空穴傳輸材料，效率超過(guò)21％的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

開(kāi)發(fā)無(wú)摻雜的空穴傳輸材料（HTM）對(duì)于解決鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）的穩(wěn)定性問(wèn)題至關(guān)重要。但是，高效無(wú)摻雜的HTM的開(kāi)發(fā)仍大大滯后，其分子設(shè)計(jì)原理仍不清楚。華東理工大學(xué)吳永真等人報(bào)道了一種有效的方法，可通過(guò)合理的π擴(kuò)展來(lái)改善具有喹喔啉核心的無(wú)摻雜HTM的性能。在吡嗪環(huán)上結(jié)合可旋轉(zhuǎn)或化學(xué)固定的噻吩基取代基后，所得分子HTM TQ3和TQ4顯示出完全不同的分子排列以及電荷傳輸能力。與TQ3相比，基于共平面π擴(kuò)展的喹喔啉的TQ4賦予了豐富的分子間相互作用和更強(qiáng)的π-π堆積，因此實(shí)現(xiàn)了2.08×10^‐4 cm² V^‐1 s^-1的更高空穴遷移率。


 TQ4與 PSC的匹配能級(jí)較好，且具有高熱穩(wěn)定性。采用無(wú)摻雜TQ4作為HTM的平面n-i-p結(jié)構(gòu)化PSC的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）超過(guò)21％，具有出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，這是無(wú)摻雜HTM的PSC中最好的結(jié)果之一。

Guo, H., Zhang, H., Shen, C., Zhang, D., Liu, S., Wu, Y. and Zhu, W., Coplanar π‐Extended Quinoxaline d Hole‐Transporting Material Enabling over 21% Efficiency for Dopant‐Free Perovskite Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed.. 2020.